De Lås og nøkkelprinsipp beskriver et system med komplementære strukturer som låses sammen som en nøkkel i en lås og utløser visse kroppsprosesser med denne komplekse formasjonen. Prinsippet kalles også Innlevering i hanske-prinsippet eller Indusert fit-konsept betegner og spiller en rolle for alle reseptorsubstratkomplekser. Prinsippet er også avgjørende for patologiske prosesser som infeksjoner med virus.
Hva er låse- og nøkkelprinsippet?
Med sine strukturer passer en nøkkel inn i den tilhørende låsen med ekstrem nøyaktighet. Så snart en tapp har brutt av, åpnes ikke døren lenger. I denne sammenhengen snakker vi også om nøyaktighet av passform. Akkurat som nøkkelen passer i låsen, passer mange biologiske budbringere nøyaktig på strukturen til reseptorene som er beregnet for dem.
Det såkalte lock-and-key-prinsippet i biologi forholder seg i en større sammenheng til to eller flere komplementære strukturer med en romlig tilpasning til hverandre. Denne nøyaktigheten av passform går hånd i hånd med biokjemiske reaksjoner.
Lås og nøkkelprinsippet ble først beskrevet i 1894 av Emil Fischer, som den gang beskrev en hypotetisk binding av enzymer og underlag. I biologi og biokjemi resulterer den interaktive bindingen mellom gjesteligand og reseptorvert i et kompleks med en viss bindingsstyrke, som også er kjent som affinitet. I stedet for nøkkel-lås-prinsippet, blir disse forholdene nå også referert til som indusert-fit-konseptet eller hånd-i-hanske-prinsippet.
I de fleste tilfeller er gjesteligander bare effektive i kompleks dannelse gjennom visse deler av deres generelle struktur. I dette tilfellet er deres gjenværende strukturer funksjonelt uten betydning for den komplekse formasjonen og effektene det provoserer.
Funksjon & oppgave
Lock-and-key-prinsippet spiller en rolle i helt andre sammenhenger innen biokjemi og biologi. I biokjemi utløser sendere og modulatorer biokjemiske prosesser ved å binde seg til en reseptor, som kan simuleres eller blokkeres av medisinske stoffer eller medikamenter. Lock-and-key-prinsippet spiller en vesentlig rolle for slike obligasjoner.
I endokrinologi er det derimot en interaksjon mellom hormonreseptorer og individuelle hormoner, som utløser signalkjeder og påvirker cellens funksjon på nytt. Nøkkellås-prinsippet er også relevant i denne sammenhengen. Det samme gjelder for enzymologifeltet, der enzymer letter biokjemiske reaksjoner.
Denne prosessen foregår ved å samle biogene reaktanter. Enzymene tillater to aktive stoffer å danne et kompleks i henhold til låse- og nøkkelprinsippet. Ved å binde seg til underlaget gjennomgår enzymet strukturelle forandringer som øker eller muliggjør dets effektivitet som katalysator på visse underlag.
Lås-og-nøkkelprinsippet er også relevant i immunologi. Innenfor dette området spiller komplementstrukturer sammen ved grensen mellom de antigen-gjenkjennende og antigen-presenterende cellene. Dette komplekse samspillet basert på nøkkel-låseprinsippet er en forutsetning for spesifikk antigendeteksjon.
I tillegg spiller låse- og nøkkelprinsippet en viktig rolle for celler i celleaggregater som vev eller organer. Disse cellene er utstyrt med strukturer og deres komplementære motkonstruksjoner på celleoverflaten. Dette komplementære systemet med lås og lås muliggjør kommunikasjon mellom celler i et vev og bidrar til strukturell og funksjonell samhørighet.
Immuncellene kommuniserer også ved hjelp av det komplementære systemet som er beskrevet. I tillegg er sirkulerende immunceller avhengige av spesielle overflatestrukturer slik at de kan komme seg fra sted til sted og finne veien tilbake til utgangspunktet.
Sperm flytt til egget ved å bruke et lignende prinsipp. Lås og nøkkelprinsippet lar dem finne glykoproteiner på eggoverflaten, som de lar dem trenge inn i cellen. Prinsippet spiller således en avgjørende rolle for menneskelig reproduksjon i større skala og er relevant for evolusjonsbiologien.
Sykdommer og plager
Låse- og nøkkelprinsippet er avgjørende ikke bare for naturlige kroppsprosesser, men også for patologiske prosesser i menneskets eller dyrs kropp. På den ene siden blokkerer visse stoffer i medikamenter og andre stoffer individuelle reseptorer i henhold til låse- og nøkkelprinsippet. For eksempel slår morfin trangen til å hoste fordi de aktive ingrediensene binder seg nøyaktig til cellene i nervesystemet som er ansvarlig for trangen til å hoste.
I tillegg har stoffet en smertelindrende effekt på samme måte og binder seg til smertereseptorer hovedsakelig i hjernebarken i henhold til låse- og nøkkelprinsippet. På grunn av bindingen blir smertestimuleringer ikke lenger gitt. Så selv om teoretisk smertefulle stimuli fremdeles mottas, behandles de ikke lenger og når ikke lenger bevissthet. Medisin bruker dette prinsippet for å behandle pasienter med akutte og kroniske smerter, som kreftpasienter.
På den annen side kan blokade av nerveceller i henhold til låse- og nøkkelprinsippet også forstyrre eller slå av relevante kroppsprosesser og dermed ha negative effekter på pasientens helse.
Lås og nøkkelprinsippet er like patologisk i forbindelse med virus. Disse organismer har visse komplementære strukturer, som også er kjent som dokkingssteder. Dokkingspunktet til et virus gjør det mulig å infisere den respektive verten.
Innlevering-hanske-prinsippet er også medisinsk relevant innen medisinsk diagnostikk. Diagnostiske metoder som typing av individuelle vev som en del av en biopsi, diagnose av infeksjoner og DNA-deteksjon eller blodgruppediagnose er i det vesentlige basert på deteksjon ved hjelp av prinsippet.
I tillegg er mange metabolske sykdommer basert på en forstyrrelse av hånd-i-hanske-prinsippet. Dette gjelder for eksempel i form av diabetes mellitus, der det er fullstendig insulinresistens. Når det gjelder insulinresistens, passer ikke "hånden" -insulin lenger inn i den "hansken" insulinreseptoren. Cellreseptorene reagerer ikke lenger tilstrekkelig på insulinet, og absorpsjonen av sukker i de enkelte celler skjer bare i utilstrekkelig grad.
I tillegg til disse sammenhengene, spiller indusert passform en viktig rolle i daglig medisinsk praksis, for eksempel for vaksinasjoner, men også for allergier.
.jpg)
